糖原的合成与分解
第三节糖原的合成与分解
1 阶段的反应过程 葡萄糖活化生成尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG） 的过程。
CH2OH
ADP
O ATP
HK GK
G
CH2O P O
G-6-P
磷酸葡糖 变位酶
CH2OH
PPi
O
UTP
O
P
UDPG焦磷 酸化酶
UDPG
G-1-P
尿苷二磷酸葡萄糖（UDPG）
2 2
II 阶段的反应过程 UDPG是在糖原引物上进行合成的。在糖原 合酶的作用下，通过α-1，4-糖苷键形成糖原 的直链结构。
(三) 糖原分解的反应过程 根据糖原分解的反应特点分为2个阶段: 1 阶段的反应 糖原磷酸化酶和脱枝酶的作用. II 阶段的反应 G-1-P G-6-P 1 阶段的反应过程
糖原在糖原磷酸化酶的作用下，进行磷酸 解释放出1-磷酸葡糖；在脱枝酶的作用下， 生成葡萄糖的过程。
GGGGG G G Gn G G G G
糖原（n)
Pi G-1-P
GGGGG G
磷酸化酶 Gn G G G G
糖原（n-1)
nPi
磷酸化酶 nG-I-P
糖原颗粒变小
G 脱枝酶
nG-I-P
磷酸化酶
Gn G G G G G G G
GGGG Gn G G G G
脱枝酶
α -1，4 α -1，4 葡糖转移酶
G
脱枝酶 α -1，6-糖苷酶
G Gn G G G G G G G
分支酶 形成第二分支
（四）糖原合成的反应特点
1．糖原合成过程中，直链的长度在6个 以上葡糖单位，才能被转移形成新的 分支。二个分支之间相距至少3个以上 葡糖单位。
糖原合成与糖原分解的异同
糖原合成与糖原分解的异同糖原是一种多糖体，通过多个葡萄糖分子连接而成，它是动物和人类维持生命活动的主要能量来源之一。
在我们日常的饮食中，消化系统会将我们食用的淀粉质和蔗糖转化成葡萄糖，然后将其存储为糖原，以备身体需要时进行能量供应。
在糖原的合成和分解过程中，存在着一些异同点。
异同一：反应的方向性糖原的合成和分解是两个相反的过程。
糖原合成是指将多个葡萄糖分子连接起来，构成一条链状的多糖体。
该过程需要消耗能量，其方向性为外源性反应。
而糖原分解也同样需要能量，将链状多糖分解成单糖，从而释放出储存的能量。
其方向性为内源性反应。
异同二：参与反应的酶在糖原合成和分解的过程中，参与其中的酶是不同的。
在糖原的合成过程中，糖原合成酶是一个非常重要的酶，可以将葡萄糖分子以α-1,4-糖链的形式连接起来，并以α-1,6-糖链的形式作为分支连接。
而糖原的分解过程则需要磷酸酶的参与，这种酶可以水解α-1,4-糖链和α-1,6-糖链，从而将糖原分解成单糖。
异同三：产生的物质糖原的合成和分解过程中，产生的物质也不尽相同。
在糖原的合成过程中，多个葡萄糖分子会以一定的规律连接在一起，构成一条链状的多糖体糖原。
这种多糖体能够储存能量，并在身体需要时迅速释放出来。
而在糖原的分解过程中，多糖体会被糖原酶分解成单糖，这些单糖可以通过血液循环系统进入到人体细胞内，并与氧气结合，产生水和二氧化碳的化学反应，从而产生能量。
总的来说，糖原合成和分解虽然在反应方向性、参与反应的酶以及产生的物质等方面有所不同，但是都是非常重要的代谢过程，能够为我们的身体提供必要的能量支持。
在日常饮食中，我们可以通过摄取适量的淀粉质和蔗糖，来确保我们的糖原合成和分解能够持续良好运作。
糖原分解和合成
糖原分解和合成（原创版）目录1.糖原分解和合成的定义2.糖原分解的过程3.糖原合成的过程4.糖原分解和合成在生物体内的作用5.糖原分解和合成的调节机制正文糖原分解和合成是生物体中重要的代谢过程。
糖原是一种多糖体，由许多葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成。
糖原分解和合成是维持生物体正常生理功能的关键过程，涉及到能量储备和供应、血糖调控等多个方面。
糖原分解是指在生物体内，糖原分子被水解为葡萄糖单元的过程。
这个过程主要发生在肝脏和肌肉中。
糖原分解的关键酶是糖原磷酸化酶，它能够将糖原分子从非还原端开始逐个水解，产生葡萄糖 -1-磷酸，然后进一步转化为葡萄糖。
在肝脏中，糖原分解产生的葡萄糖可以通过血液运输到全身各处供应能量，也可以转化为糖原或脂肪储存起来。
在肌肉中，糖原分解产生的葡萄糖主要用于肌肉收缩供能。
糖原合成是指在生物体内，葡萄糖单元通过糖原合成酶的作用，连接成糖原分子的过程。
糖原合成的关键酶是糖原合成酶，它能够将葡萄糖单元连接成糖原分子。
糖原合成主要发生在肝脏和肌肉中，其中肝脏的糖原合成能力最强。
在肝脏中，糖原合成可以消耗过多的葡萄糖，维持血糖稳定，同时也可以为身体储备能量。
在肌肉中，糖原合成主要用于肌肉收缩供能。
糖原分解和合成在生物体内起着重要的作用，包括能量储备和供应、血糖调控等。
当生物体需要能量时，糖原分解产生葡萄糖供应能量；当血糖浓度过高时，糖原合成可以消耗过多的葡萄糖，维持血糖稳定。
糖原分解和合成的调节机制包括激素调节、代谢物调节等。
例如，胰岛素能够促进糖原合成，抑制糖原分解；胰高血糖素则能够促进糖原分解，抑制糖原合成。
此外，代谢物如 ATP、ADP、NADPH 等也能够影响糖原分解和合成的速率。
总之，糖原分解和合成是生物体中重要的代谢过程，它们在能量储备和供应、血糖调控等方面发挥着重要作用。
简述糖原的合成与分解过程
简述糖原的合成与分解过程糖原是一种重要的非结构性碳水化合物，在植物、动物和微生物的细胞内都有存在。
它是一种由葡萄糖和葡糖苷组成的复合物，是细胞内最重要的多糖，可以构成各类多糖聚合物，参与大量的生物学反应，为生命体提供能量，是构成有机物质和维持细胞与组织结构的重要物质。
一、糖原的合成糖原的合成一般涉及到三步：一是葡萄糖的合成，二是葡糖苷的合成，三是糖原的组装。
（1）葡萄糖的合成葡萄糖是糖原的组成成分，它的原料是碳水化合物。
它通过碳水化合物代谢的产物经过糖异生酶的催化，生成葡萄糖。
这一步的反应也称为碳水化合物分解，分子式为C6H12O6。
（2）葡糖苷的合成以葡萄糖为原料，新陈代谢发生反应，经由糖组蛋白催化，形成葡糖苷，葡糖苷也称为糖原糖苷或辅酶糖苷，它是一种由葡萄糖和苏氨酸组成的混合物，分子式为C6H10O7、C7H14O7。
（3）糖原的组装由于葡萄糖和苏氨酸经过糖组蛋白的催化作用，结合形成糖原，糖原是一种由葡萄糖和葡糖苷组成的复杂物质，糖原分子量大，可能高达数百万，结构十分复杂，它能够参与多种生物反应，促进生物体的代谢，维持细胞活力和组织结构稳定。
二、糖原的分解糖原的分解是指将糖原组成的葡萄糖和葡糖苷分开的过程，它的分解是分子量更小的一种分子构建。
糖原的分解涉及到三步：一是葡萄糖的解离，二是葡糖苷的分解，三是糖原的分解。
（1）葡萄糖的解离葡萄糖是糖原的组成成分，它经过水解酶的催化作用，分解为两个葡萄糖分子。
此时，葡萄糖的分子式为C6H12O6。
（2）葡糖苷的分解葡糖苷是一种由葡萄糖和苏氨酸组成的混合物，它也是糖原的组成成分，糖原分解酶的催化作用，将葡糖苷分解为葡萄糖和苏氨酸，其分子式分别为C6H10O7、C7H14O7。
（3）糖原的分解糖原是由葡萄糖和葡糖苷组成的复杂物质，糖原分解酶可以将其分解为葡萄糖和苏氨酸，以及少量其他物质。
此外，当糖原经过糖原水解酶的催化，也可以分解成葡萄糖，并释放出能量。
糖原的合成与分解终极【共45张PPT】
磷酸化酶b （活性低）
磷酸化酶a-Ｐ （活性高）
2. 糖原磷酸化酶受别构调节
➢ 葡萄糖是磷酸化酶的别构抑制剂。
磷酸化酶 a (R) 葡萄糖 磷酸化酶 a (T)
[疏松型]
[紧密型]
磷酸化酶二种构像——紧密型(T)和疏松型(R)， 其中T型的14位Ser暴露，便于接受前述的共价修 饰调节。
4.1.2糖原合酶受化学修饰和别构调节
α-1,4-糖苷键式结合
这两种关键酶的重要特点：
6 u／L，AST 72.
4. 耗能：UDPG----葡萄糖供体（消耗2个高能磷酸键） 通过以上的分析：就可以得出葡萄糖与肝糖原可以互相转变,而葡萄糖与肌糖原却只能从葡萄糖变成肌糖原,从肌糖原却不能直接变成葡萄糖的结论了.
注意：每条链都终止于一个非还原端.
糖原的合成与分解终极
目录
CONTENT
糖原概述 糖原合成
PART ONE
PART TWO
糖原分解
PART THREE
糖原合成与分解 的总结
PART FOUR
糖原积累症
PART FIVE
习题及病例
PART SIX
1.糖原概述
PART ONE
1.1糖原的定义
1.糖 原 (glycogen)是以葡萄糖为基本单位聚
G-6-P
G
己糖(葡萄糖)激酶
4.1糖原合成与分解受到严格调控
➢ 糖原的合成与分解是分别通过两条不同途径进 行的。这种合成与分解循两条不同途径进行的 现象，是生物体内的普遍规律。这样才能进行 精细的调节。
➢ 当糖原合成途径活跃时，分解途径则被抑制，才 能有效地合成糖原；反之亦然。
关键酶
① 糖原合成：糖原合酶 ② 糖原分解：糖原磷酸化酶
26糖原的分解与合成
糖 尿 病 的 代 谢 紊 乱
糖 尿 病 的 糖 代 谢 障 碍
糖尿病的用药 I
一、可选用的西药
1．胰岛素：用于Ⅰ型糖尿病。 2．双胍类降糖药： (1)苯乙双服(降糖灵)：本品常与格列齐特等磺酰服 类口服降糖药合用，但剂量应根据病情作适当调整。 (2)二甲双胍(降糖片) 。 3．磺脲类降糖药： (1)格列齐特(达美康，甲磺毗腮) (2)格列喹酮(糖适平) (3)格列本脲(优降糖)： (4)格列吡嗪(美毗达)： 4．拜糖平
非还原性末端
α-1,6O 糖苷键
CH2 O O CH2OH O OH
非还原性末端
α-1,4糖苷键
还原性末端
二、糖原的生物学意义
糖原是可以储藏能量和易于动员的多糖。肌体能 量不足时，及时动用糖原获得葡萄糖；肌体能量 充足时，能量以糖原形式储藏。 体内葡萄糖浓度过高会导致很多疾病（如糖尿 病），所以要以糖原的形式储藏。 葡萄糖以糖原形式储藏在分解时，几乎不消耗的 ATP，合成时也只消耗1分子ATP.所以以糖原形 式储藏效率很高。
（1）从糖链的非还原端开始
糖原(Gn)+ H3PO4
磷酸化酶
糖原(Gn-1) + G-1-P
（2）磷酸化酶只能分解α-1,4-糖苷键，对α1,6-糖苷键无作用。
4
3 2 1
脱分支：
9 8 7 6 5
4
3
2
1
转移酶
1
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
α-1,6-糖苷酶
+
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 G
NH2 N N N
03糖代谢-4糖原的合成与分解
腺苷酸环化酶（活性）
肾上腺素或 胰高血糖素
1、腺苷酸环化酶
的共价修饰反 应是酶促反应， 只要有少量信 号分子（如激 素）存在，即 可通过加速这 种酶促反应， 而使大量的另 一种酶发生化 学修饰，从而 获得放大效应。 这种调节方式 快速、效率极 高。
30
2、ATP
cAMP
2
102
3
3、蛋白激酶
（无活性）
-
磷酸化酶b激酶 磷酸化酶b激酶-P 糖原合酶 （有活性） Pi 糖原合酶-P 磷酸化酶b （无活性）
磷蛋白磷酸酶-1
Pi
+
–
磷蛋白磷酸酶-1
磷酸化酶a-P
磷蛋白磷酸酶-1
Pi
–
PKA（有活性）
28
–
磷蛋白磷酸酶抑制剂-P 磷蛋白磷酸酶抑制剂
激素通过cAMP-蛋白激酶调节代谢示意图
激素 受体 G蛋白 环化酶
糖原累积症
糖原累积症(glycogen storage diseases)是一 类遗传性代谢病，其特点为体内某些器官组织 中有大量糖原堆积。会导致肝硬化和肝功能衰 竭。除肝病变外，大部分患者有肌无力，尤其 疾走和爬山时,部分患者有肌肉萎缩。糖原可累
积在心脏，出现心脏增大。
引起糖原累积症的原因是:
糖原合成与分解均在细胞质中进行……
23
代谢调节与关键酶
酶定位的区域化：“合成”、“分解”割据 一方。 酶活性的调节：“增加一个，降低一个”。防 止无效循环。 共价修饰调节：难点、重点 磷酸化酶 酶活性的调节 Gn
糖原合酶 别构调节
G
24
1、糖原代谢的共价修饰调节
酶分子中的某些基团，在其它酶的催化下，可以 共价结合或脱去，引起酶分子构象的改变，使其活性 得到调节，这种方式称为酶的共价修饰（Covalent moldification ）。磷酸化/去磷酸化是主要形式。
名词解释糖原的合成与分解
名词解释糖原的合成与分解糖原是一种在动植物体内广泛存在的多糖类物质，作为体内能量的储存形式之一，其合成与分解在维持生命活动和能量平衡方面发挥着重要的作用。
下面我们将从糖原的结构、合成与分解过程以及调控机制等方面来进行解释。
糖原由许多葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键和α-1,6-糖苷键连接而成，呈分支状结构。
这种分支结构不仅有利于糖原的合成和分解，还增加了其在细胞内的溶解度和储存效率。
糖原的合成过程又称为糖原的生物合成，主要发生在肝脏和肌肉细胞中。
合成的过程可以分为两个主要阶段：糖基链的合成和分支链的形成。
首先，糖基链的合成。
在细胞质中，葡萄糖通过糖原合成酶的作用，将葡萄糖转化为葡萄糖-1-磷酸（G1P），然后再经过糖原合成酶的作用，将G1P转化为UDP-葡萄糖，进而与已有的糖基链连接形成长链。
然后，分支链的形成。
在长链形成后，糖原分支酶通过切割长链，将一部分葡萄糖分子与长链的氧原子连接，形成分支链。
这种分支结构能够提高糖原的溶解度和储存效率，并且增加糖原的受磷酸化速率。
糖原的分解过程，也称为糖原的糖解，与合成相反，主要在需要能量的时候发生。
在分解过程中，糖原磷酸化酶能够将糖原分子上的磷酸基团切割下来，形成G1P，并进一步被磷酸解糖酶催化分解成葡萄糖-6-磷酸（G6P）。
G6P可以通过糖解途径进入糖酵解过程或者通过糖原糖解酶反应产生游离葡萄糖。
糖原的合成与分解过程是一个动态平衡的过程，受到多种因素的调控。
其中，胰岛素和糖原糖解酶是两个重要的调控因子。
胰岛素是一种由胰腺β细胞分泌的激素，其作用主要是降低血糖浓度，并促进糖原的合成。
胰岛素能够通过激活糖原合成酶的活性，增加葡萄糖向糖原的转化速度，从而促进糖原的合成。
另一个调控因子是糖原糖解酶。
糖原糖解酶是一种调控糖原分解的关键酶，通过磷酸化酶的调控，能够使糖原糖解酶活性发生变化，从而控制糖原的分解速率。
此外，一些激素如胰高血糖素和肾上腺素等也对糖原的合成与分解起调控作用。
糖原的合成与分解
糖原的合成与分解糖原是人体内重要的能量物质，它能够供给肝脏和肌肉组织所需的能量，以保持身体正常的生理功能。
在我们的日常生活中，食物中的碳水化合物会被分解成葡萄糖，随后再被合成成糖原存储在肝脏和骨骼肌里。
本文将对糖原的合成和分解进行探讨。
一、糖原的合成糖原的合成是通过糖异生途径完成的。
我们先来看一下这个过程的主要步骤：1.葡萄糖-6-磷酸酶催化下，葡萄糖形成葡糖醛酸。
2.葡糖醛酸先在核心蛋白质上形成个人工基底，然后再和UDP-葡萄糖结合，生成UDP-葡糖醛酸。
3. UDP-葡糖醛酸在磷酸醛酸转移酶的作用下，转化成为ATP-葡糖醛酸，并释放出UDP。
4. ATP-葡糖醛酸通过磷酸化作用，生成ATP-磷酸葡糖醛酸。
5. ATP-磷酸葡糖醛酸在支链酶的作用下，形成支链糖原。
通过上述步骤，我们可以得出一个结论：肝脏细胞和肌肉细胞能够自主地合成和分解糖原，并且维持一定的水平以供能量供给。
二、糖原的分解糖原的分解是通过糖异生途径完成的，也就是糖原通过一系列的反应转化成为葡萄糖。
关键酶是磷酸酯酶，主要控制糖原过程的速率。
具体步骤如下：1.肝脏或肌肉酶将糖原转化为葡萄糖-1-磷酸。
2.葡萄糖-1-磷酸酯酶的作用下，葡萄糖-1-磷酸转化为葡萄糖，并且释放出磷酸。
3.葡萄糖向到达全身各组织细胞的血液中流通，以为身体提供能量。
糖原在体内的分解一般分为糖原保护和糖原降解两种。
糖原保护指的是在饥饿、运动、压力等情况下，糖原会被分解为葡萄糖提供能量维持生理功能，但是人体会保留一定数量的糖原，以确保临界值的能量供给。
糖原降解指的是在糖尿病或酮症酸中毒的病人体内由于胰岛素水平偏低而导致身体无法充分利用葡萄糖，因此需要补充外源性胰岛素。
三、总结糖原的合成和分解是相辅相成的过程，它们保证了人类正常的生理功能和生存需要。
糖原在体内的含量是平衡而动态的，不同的环境因素（例如：节食、运动）都会影响糖原的合成和分解的速率，因此糖原作为人体内的重要储能物质需要人们高度重视和关注。
糖原分解和合成
糖原分解和合成糖原分解和合成是生物体内糖代谢的重要环节，它们在维持血糖稳定、调节能量代谢等方面起着关键作用。
本文将介绍糖原分解和合成的基本概念、过程及作用，并探讨调控因素以及在疾病和健康中的作用，最后给出提高糖原分解与合成能力的实践建议。
一、糖原分解与合成的基本概念糖原是一种多糖，由葡萄糖分子通过α-1,4-糖苷键连接而成。
糖原分解和合成是指在生物体内，通过酶的作用使糖原分子断裂和重新组合的过程。
糖原分解产生的葡萄糖分子可以补充血糖，为生物体提供能量；糖原合成则将多余的葡萄糖储存起来，以备后续使用。
二、糖原分解的过程及作用糖原分解主要通过糖原酶的作用进行，分为两个步骤。
首先，糖原酶使糖原分子中的α-1,4-糖苷键断裂，产生葡萄糖-1-磷酸；接着，葡萄糖-1-磷酸经过葡萄糖磷酸异构酶的催化，转化为葡萄糖-6-磷酸。
葡萄糖-6-磷酸可以通过酵解或糖异生途径生成丙酮酸，进一步分解为二氧化碳和水，释放能量。
糖原分解的作用主要有两点：一是为细胞提供能量，满足生命活动需求；二是维持血糖稳定，防止低血糖或高血糖的发生。
三、糖原合成的过程及作用糖原合成与糖原分解相反，是通过酶的作用将葡萄糖分子连接起来形成糖原分子。
糖原合成过程分为两个步骤：首先，葡萄糖-6-磷酸经过葡萄糖磷酸异构酶的催化，转化为葡萄糖-1-磷酸；接着，葡萄糖-1-磷酸通过糖原合酶的作用，与另一个葡萄糖分子连接，形成糖原分子。
糖原合成的作用主要有两点：一是将多余的葡萄糖储存起来，以备后续使用；二是维持血糖稳定，防止低血糖或高血糖的发生。
四、糖原分解与合成的生理意义糖原分解与合成在生物体内具有重要的生理意义。
首先，它们有助于维持血糖水平的稳定，满足生物体各种细胞的能量需求。
其次，糖原分解与合成参与调节胰岛素和胰高血糖素的作用，影响脂肪、蛋白质和核酸的合成。
最后，糖原分解与合成还与许多疾病的发生和发展密切相关，如糖尿病、肥胖症等。
五、调控糖原分解与合成的因素糖原分解与合成的调控受到多种因素的影响，包括激素、酶活性、基因表达等。
糖原的合成与分解
一、分解代谢（一)糖原磷酸化酶从非还原端水解α-1，4糖苷键，生成1-磷酸葡萄糖。
到分支点前4个残基停止，生成极限糊精。
可分解40%。
有a,b两种形式，b为二聚体，磷酸化后生成有活性的a型四聚体。
b也有一定活性，受AMP显著激活。
（二)去分支酶：有两个活性中心，一个是转移酶，将3个残基转移到另一条链，留下以α-1，6键相连的分支点。
另一个活性中心起脱支酶作用，水解分支点残基，生成游离葡萄糖。
（三)磷酸葡萄糖变位酶：催化1-磷酸葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖，经1，6-二磷酸葡萄糖中间物。
（四)肝脏、肾脏、小肠有葡萄糖6-磷酸酶，可水解生成葡萄糖，补充血糖。
肌肉和脑没有，只能氧化供能。
二、合成：与分解不同（一)在UDP-葡萄糖焦磷酸化酶作用下，1-磷酸葡萄糖生成UDP-葡萄糖，消耗一个UTP，生成焦磷酸（二)糖原合成酶将UDP-葡萄糖的糖基加在糖原引物的非还原端葡萄糖的C4羟基上。
引物至少要有4个糖基，由引发蛋白和糖原起始合成酶合成，将UDP-葡萄糖加在引发蛋白的酪氨酸羟基上。
糖原合成酶a磷酸化后活性降低，称为b，其活性依赖别构效应物6-磷酸葡萄糖激活。
（三)分支酶合成支链。
从至少11个残基的链上将非还原端7个残基转移到较内部的位置，形成1，6键分支。
新的分支必需与原有糖链有4个残基的距离。
分支可加快代谢速度，增加溶解度。
三、衍生糖的合成（一)GDP-岩藻糖Glc→Glc-6-P→Fru-6-P→Man-6-P→Man-1-P→GDP-Man→GDP-岩藻糖（二)UDP-葡萄糖胺Fru-6-P→葡萄糖胺-6-P→NacG-6-P→NAcG-1-P→UDP-NacG（三)CMP-唾液酸UDP-NAcG→N-乙酰神经氨酸-9-磷酸→N-乙酰神经氨酸（唾液酸）→CMP-唾液酸。
糖原合成与分解的原理
糖原合成与分解的原理糖原合成和分解是机体中糖类代谢的重要过程，既是能量存储的一种形式，也是供给机体运动和生物合成所需的重要物质。
糖原是由葡萄糖分子通过糖合酶的作用在细胞质中合成的多聚糖，是一种高度分支的链状聚合物，由数千个葡萄糖分子组成。
糖原合成从糖原核心部分的基板开始，通过连续添加葡萄糖分子生成一个高度分支的糖原分子。
糖原分解则是通过糖原分解酶的作用，将糖原分子中的葡萄糖分子逐渐剥离出来，以供能量供应或转化为其他有机物质。
糖原合成的原理主要与糖原合成酶以及相关调节因子的作用有关。
糖原合成酶主要由磷酸葡萄糖单酯合成酶（UDP-Glc合成酶）和糖原合成酶（GS）组成。
在糖原合成过程中，糖原核心部分的基板首先通过UDP-Glc合成酶的作用将葡萄糖与尿苷酸结合形成UDP-Glc，然后通过糖原合成酶的作用将UDP-Glc添加到已存在的糖原链上，形成新的糖原分子。
同时，还有一些辅助因子对糖原合成的调节起到重要作用，如磷酸化酶和糖源性转录调控因子等。
磷酸化酶主要通过对GS的磷酸化和去磷酸化来调节GS的活性，进而影响糖原合成速率。
糖源性转录调控因子主要参与调节相关基因的转录水平，从而控制糖原合成酶和其他调节因子的表达水平。
糖原分解的原理主要与糖原分解酶以及相关调节因子的作用有关。
糖原分解酶主要由糖原磷酸酶（GP）和磷酸葡萄糖磷酸酶（PP）组成。
在糖原分解过程中，糖原磷酸酶将糖原链中的葡萄糖分子从糖原链上剥离下来，形成糖-1-磷酸（G1P）。
然后，磷酸葡萄糖磷酸酶将G1P进一步催化为葡萄糖-6-磷酸（G6P）。
G6P可以进一步通过糖酮酸途径产生ATP或者通过磷酸异构酶的作用转化为葡萄糖，以供给机体细胞能量需要。
同时，糖原分解也受到一些调控因子的调节，如激素和神经调节因子等。
胰岛素作为一种重要的激素，能够通过激活糖原合成酶和抑制糖原分解酶的活性来促进糖原合成和抑制糖原分解。
而其他激素如肾上腺素和胰高血糖素等则能够通过反向的作用来抑制糖原合成和促进糖原分解。
糖原的合成与分解
肝脏：70 －100g，维持血糖水平
2021/4/9
1
一、糖原合成 (肝，骨骼肌)
概念：由葡萄糖合成糖原的过程
HK (GK) 过程：G
ATP
G-6-P
PG变位酶
G-1-P
1. G-6-P的生成 2. G-1-P的生成 3. UDPG的生成
UTP PPi
UDPG 焦磷酸化酶
UDPG G供体
4. 糖原增加一个葡萄糖单位
关键酶 2. 变构调节
1) 两种酶磷酸化或去磷
① 糖原合成：
酸化活性变化相反
P 糖原合酶
失活
2) 受激素调节
(+) G-6-P
肾上腺素，胰高血糖素
---- P 化
Insulin ---脱 P
2021/4/9
② 糖原分解：
P 糖原磷酸化酶 (+) AMP
激活
（—）G
6
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2021/4/9
§5 糖原的合成与分解
(Glycogenesis and Glycogenolysis)
糖 原 由葡萄糖聚合而成的多分支结构的大分子多糖，
是动物体内葡萄糖的储存形式。
糖原结构特点
糖原蛋白 α-1,4-糖苷键---直链
α-1,6-糖苷键---分枝(±10个葡萄糖基)储存器官源自肌肉:250 －400g，肌肉收缩
3.变位
（G-1-P→G-6-P ）
G-1-P
磷酸葡糖变位酶
G-6-P
4.水解
（G-6-P→G）
G-6-P （肌）
酵解途径
葡糖-6-磷酸酶 （肝，肾）
G (血)
三、糖原合成与分解的生理意义
糖原的合成与分解
糖原磷酸化酶激酶：调节糖原磷酸化酶活性，控制糖原合成速率
糖原磷酸化酶：催化糖原磷酸化，形成糖原
糖原脱支酶：催化糖原脱支，形成游离葡萄糖
糖原合酶：催化糖原合成的起始反应
糖原分支酶：催化糖原分支的形成
糖原合成过程中的关键反应
糖原合成酶催化的糖原合成反应
糖原合成酶催化的糖原分支反应
糖原磷酸化酶催化的糖原去分支反应
糖原合成酶
糖原磷酸化酶激酶
糖原脱支酶：催化糖原的非水解性分解
糖原磷酸化酶：催化糖原分解的第一步反应
糖原磷酸化酶激酶：调节糖原磷酸化酶的活性
糖原合成酶：催化糖原的合成反应
糖原分解过程中的关键反应
糖原磷酸化酶（PPA）催化糖原分解为葡萄糖-1-磷酸
磷酸葡萄糖异构酶（PGI）催化葡萄糖-6-磷酸转化为果糖-6-磷酸
甲状腺激素：促进糖原分解，抑制糖原合成
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糖原磷酸化酶催化的糖原分解反应
第 二 章
糖原的分解
糖原分解途径
葡萄糖-6-磷酸酶：将葡萄糖-6-磷酸转化为葡萄糖
葡萄糖转运蛋白：将葡萄糖转运到细胞外，供细胞利用
糖原磷酸化酶：将糖原分解为葡萄糖-1-磷酸
葡萄糖-1-磷酸酶：将Байду номын сангаас萄糖-1-磷酸转化为葡萄糖-6-磷酸
糖原分解所需酶
糖原磷酸化酶
糖原脱支酶
03
磷酸二羟丙酮转化为3-磷酸甘油醛，进入糖酵解途径
葡萄糖-1-磷酸酶（GPI）催化葡萄糖-1-磷酸转化为葡萄糖-6-磷酸
02
果糖-1,6-二磷酸酶（FBPase）催化果糖-1,6-二磷酸转化为果糖-6-磷酸和磷酸二羟丙酮
糖酵解途径中的关键反应，如己糖激酶（HK）、磷酸果糖激酶（PFK）、丙酮酸激酶（PK）等，催化葡萄糖转化为丙酮酸，产生ATP和NADH/FADH2。
糖原在肝脏中的合成和分解
糖原在肝脏中的合成和分解糖原是一种多糖类物质，广泛存在于动物体内，尤其是肝脏和肌肉组织中。
它在机体内起着储存和供能的重要作用。
糖原的合成和分解是一个调控精细的过程，对于维持机体的能量平衡和血糖稳定至关重要。
一、糖原的合成糖原的合成主要发生在肝细胞中，由葡萄糖通过一系列的酶催化反应进行。
合成糖原的关键酶是糖原合成酶（glycogen synthase），它能将葡萄糖分子逐渐连接成糖原链。
合成过程中需要消耗ATP为能量来源，并依赖于辅酶A和UDP葡萄糖的参与。
当血糖浓度较高时，胰岛素释放增加，促使肝细胞内葡萄糖的更新合成糖原，以维持血糖的正常水平。
糖原的合成还受到许多调控因子的影响。
例如，高血糖状态下，胰岛素的释放增加，活化糖原合成酶，促进糖原的合成。
而在低血糖状态下，胰岛素的分泌减少，肝脏开始分解糖原来供给能量。
此外，一些荷尔蒙如肾上腺素和葡萄糖皮质激素也能调节糖原的合成和分解。
二、糖原的分解糖原的分解主要发生在肝细胞和肌肉细胞中，通过糖原分解酶（glycogen phosphorylase）的催化作用，将糖原分解为葡萄糖分子。
分解反应需要消耗无机磷酸为催化剂，同时也会产生一定量的磷酸酯。
磷酸酯进一步代谢供给能量需求，例如产生ATP。
糖原的分解也受到多种调控因子的调节。
在低血糖状态下，糖原分解酶被活化，促使体内的糖原分解产生葡萄糖，以提供能量。
而在高血糖状态下，糖原的分解受到抑制，胰岛素的分泌增加，促使肝脏将血糖转化为糖原以进行储存。
值得注意的是，糖原在肝脏和肌肉中的含量是有限的。
肝脏中约占总重量的5%左右，而肌肉中约占总重量的1-2%。
这些糖原储备能够供给机体相对较长时间的能量需求，但对于长时间的能量消耗或者长期的低血糖状态来说，糖原的储备是有限的。
总结起来，糖原在肝脏中的合成和分解是由多种酶的协同作用完成的。
它的合成和分解过程受到胰岛素、肾上腺素、葡萄糖皮质激素等多种激素的调控。
糖原作为机体的重要能量储备物质，对于维持血糖平衡和供给能量需求至关重要。
糖原合成与分解的异同
糖原合成与分解的异同一、糖原的合成与分解简介糖原是动物体内主要的储能物质，其合成与分解过程涉及到复杂的生物化学反应。
糖原的合成是指将葡萄糖逐步聚合形成糖原的过程，而糖原的分解则是将糖原逐步水解成葡萄糖的过程。
这两种过程在生物体内均具有重要意义，但在反应机制、调节因素以及功能上存在差异。
二、糖原的合成糖原的合成主要发生在肝脏和肌肉中。
合成糖原的葡萄糖单位称为葡萄糖-6-磷酸，来源于从肠道吸收的葡萄糖或从其他糖类物质转化而来的葡萄糖。
在糖原合成过程中，葡萄糖-6-磷酸先被转化为葡萄糖-1-磷酸，然后逐步聚合形成糖原。
糖原的合成需要消耗能量，并由一系列酶促反应完成。
三、糖原的分解糖原的分解主要发生在需要能量的时候，如运动、摄食后等情况。
糖原的分解过程与合成过程相反，首先是水解成葡萄糖-1-磷酸，然后逐步转化为葡萄糖-6-磷酸，最后释放出葡萄糖。
在这一过程中，能量以磷酸的形式被释放出来。
糖原分解的反应同样需要一系列酶的参与。
四、糖原合成与分解的异同点1.反应过程：糖原的合成和分解在反应过程上呈现出明显的差异。
合成过程是逐步聚合，而分解过程则是逐步水解。
在合成过程中，葡萄糖逐步聚合形成糖原分子，而在分解过程中，糖原分子被逐步水解成葡萄糖。
2.能量消耗与生成：糖原的合成需要消耗能量，主要是ATP，而分解过程中则会释放能量，主要以磷酸的形式释放。
这是糖原合成与分解在能量转换上的主要区别。
3.调节因素：糖原的合成与分解受到多种因素的调节。
合成主要受胰岛素和葡萄糖浓度的调节，而分解则受到激素敏感性脂肪酶、胰高血糖素和肾上腺素的调节。
此外，肌肉收缩和缺氧等生理条件也会影响糖原的合成与分解。
4.组织特异性：肝脏和肌肉是糖原合成与分解的主要场所，但它们在这两种过程中的作用有所不同。
肝脏主要负责糖原的合成与储存，而肌肉则主要负责糖原的分解和供能。
此外，脂肪组织也可以合成糖原，但主要用于供能而非储存。
5.生理意义：糖原的合成与分解在生理上具有重要意义。
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磷酸葡萄糖变位酶
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
(3)尿苷二磷酸葡萄糖的生成
UDPG焦磷酸化酶 UTP
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
H2O
PPi 2Pi
尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)
(uridine diposphate glucose)
糖原分解加强
糖原合成下降 返回
cAMP结构
(3)、激素对糖原
合成与分解的调控
肾上腺素或 胰高血糖素
肾上腺素或 胰高血糖素
意义：由于
酶的共价修饰 反应是酶促反 应，只要有少 量信号分子（ 如激素）存在 ，即可通过加 速这种酶促反 应，而使大量 的另一种酶发 生化学修饰， 从而获得放大 效应。这种调 节方式快速、 效率极高。
Pi 磷蛋白磷酸酶-1 H2O
(3)cAMP对糖原合成与分解的调节
胰高血糖素、肾上腺素
腺苷酸环化酶 + 腺苷酸环化酶
磷酸化酶b激酶 ATP +
cAMP
胰高血糖素 和肾上腺素 对糖原合成
与分解的 调节
+
蛋白激酶 + 蛋白激酶
磷酸化酶b激酶 磷酸化酶b + 磷酸化酶a
糖原合酶 + 糖原合酶
级联放 大效应
葡萄糖 (glucose)
脑与肌肉中缺乏此酶
原糖
糖
Gn+1 Pi
磷酸化酶
原 分
Gn
1-磷酸葡萄糖
解 磷酸葡萄糖变位酶
图 6-磷酸葡萄糖
葡萄糖-6-磷酸酶
H2O
Pi
葡萄糖
糖分解代谢
一、糖原的合成作用
由葡萄糖和其它单糖如果糖、半乳糖 合成糖原的过程称为糖原合成，反应 在细胞质中进行 。
糖原的结构
3.糖原合成
(4)UDPG中的葡萄糖连接到糖原引物上
尿苷二磷酸葡萄糖 (UDPG)
糖原(Gn+1)
(glycogen)
糖原引物(Gn)
(glycogen primer)
UDP
糖原合酶
(5)分支酶催化糖原不断形成新分支链
12~18G
糖原合酶
分枝酶
糖原引物
糖原合成的限速酶
糖原合成图
1-磷酸葡萄糖
UTP
UDPG PPi 糖原引物 UDP
1、腺苷酸环化酶
（无活性）
1
腺苷酸环化酶（活性）
2、ATP
cAMP
2
102
3、蛋白激酶
R、cAMP
3
（无活性） 蛋白激酶（活性）
ATP ADP
4、磷酸化酶激酶
4
（无活性） 磷酸化酶激酶（活性）
Pi
磷蛋白磷酸酶-1 H2O
磷酸化酶b激酶
(无活性)
Pi
ATP
磷蛋白磷酸酶-1
A激酶(有活性)
A激酶(无活性)
H2O
ADP
2ATP 磷酸化酶b激酶- P
+
2ADP cAMP +
（有活性）
A激酶(有活性)
磷酸化酶b （无活性）
磷酸化酶a- P （高活性）
+
糖原合酶a 糖原合酶b- P （有活性） （无活性）
(2)1-磷酸葡萄糖转变为6-磷酸葡萄糖
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
磷酸葡萄糖变位酶
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
6-磷酸葡萄糖水解为葡萄糖
H2O H3PO4
葡萄糖-6-磷酸酶 （肝）
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
糖原的合成与分解
糖原
糖原是以葡萄糖为基本单位聚合而成 的多糖。在糖原分子中，葡萄糖与葡 萄糖分子之间以α–1,4–糖苷键相连构 成直链，又以α–1,6–糖苷键连接形成 分枝，整体糖原分子 呈树枝。肝和肌 肉是贮存糖原的主要组织器官。
还原端
1.糖原的结构特点
非还原端
形 状：树枝状 分子量：100～1000万 还原端：一个 非还原端：多
糖原合成酶 b ( 无活性)
P
糖原磷酸化酶 a ( 有活性)
P
ATP ADP
(1)糖原合酶的变构调节
变构激活剂：6-磷酸葡萄糖
结论：
当葡萄糖充足时，体内糖原合 成加强，糖原分解减弱。
(2)糖原合酶的共价修饰调节
A激酶(无活性)
+
cAMP
ATP
A激酶(有活性)
ADP
糖原合酶a （有活性）
糖原合酶b- P （无活性）
定义：
由单糖合成糖原的过程称 为糖原的合成(glycogenesis)。
单糖:
葡萄糖(主要)、果糖、半乳糖等
部位：
肝脏、肌肉组织等细胞的胞浆中
(1)葡萄糖磷酸化生成6-磷酸葡萄糖
葡萄糖 (glucose)
ATP ADP
Mg2+
葡萄糖激酶
6-磷酸葡萄糖 (glucose-6-phosphate)
(2)6-磷酸葡萄糖转变为1-磷酸葡萄糖
别构调控 1. 糖原磷酸化酶：AMP； ATP、6-P-G、Glc 2. 糖原合成酶：6-P-G、Glc
共价修饰
磷酸化酶和糖原合成酶的活性是受磷酸化或去磷酸化的共 价修饰的调节。二种酶磷酸化及去磷酸化的方式相似，但 其效果相反。
Pi H2O
糖原合成酶 a ( 有活性)
OH
糖原磷酸化酶 b OH
( 无活性)
糖原(1→4葡萄糖单位)
葡萄糖
ATP ADP
6-磷酸葡萄糖
消耗能量 需要引物 非还原端
糖原(1→4和1→6葡萄糖单
返回
4.糖原合成与分解的调节
磷酸化酶
变构调节
糖原合成酶
共价修饰调节
受同一调节系统控制
即：激素-cAMP-蛋白激酶有两源自类型即：活性形式 和无活性形式
糖原的合成和分解通过对糖原磷酸化酶和糖原合成酶 的调节机制进行调控
断键部位
非还原性末端
磷酸化酶 a (PLP)
+
磷酸
G-1-P
糖原分解的限速酶
(1)糖原磷酸解为1-磷酸葡萄糖
糖原
Gn
H3PO4
磷酸化酶
糖 原 Gn-1
1-磷酸葡萄糖 (glucose-1-phosphate)
脱
支
Pi
酶 的
G-1-P
作
脱支酶
用
脱支酶
脱支酶具有双重作用
:
G
α-1,4-糖基转移酶α1,6-糖苷酶
个
糖原的分布
肝糖原：
含量可达肝重的 5%(总量为90-100g)
肌糖原：
含量为肌肉重量的1～ 2%(总量为200-400g)
返回
2.糖原分解
糖原分解
是指糖原分解为葡萄糖的过程 。
部位
肝脏
产物
葡萄
一、糖原的酶促磷酸解
• 糖原的结构及其连接方式
非还原性末端
-1，6糖苷键
-1，4-糖苷键
磷酸化酶a（催化1.4-糖苷键断裂） 三种酶协同作用： 转移酶（催化寡聚葡萄糖片段转移）
脱枝酶（催化1.6-糖苷键水解断裂）
非还原性末端 Pi
1-磷酸葡萄糖
糖 非还原端
原
磷
G -1-P
酸 磷酸葡萄糖变位酶
解
G -6-P
的
步
骤
G
G
双重功能酶
磷酸化酶a
糖原核心
转移酶
极限糊精
脱枝酶（释放1个葡萄糖）
糖原磷酸化酶的作用位点及产物